45号钢淬火回火实验

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1、郑州航空工业管理学院金属材料及热处理课程设计学生专业：材料成型及控制工程学生姓名：学生学号：所在学院：机电工程学院指导老师：报告日期：2015年5月14日13目录一、实验综述----------------------------（3）二、实验目的----------------------------（8）三、实验设备----------------------------（8）四、实验过程----------------------------（8）五、实验结果----------------------------（9）六、实验结果分析----------------

2、---------（12）七、结论-------------------------------（12）八、参考文献---------------------------（13）13一、实验综述45号钢综述45号钢为优质碳素结构用钢,硬度不高易切削加工,模具中常用来做模板,梢子,导柱等,但须热处理。45号钢主要成分为Fe（铁元素），且含有以下少量元素：CSiMnPSCrNiCu0.42～0.50%0.17～0.37%0.50～0.80≤0.040%≤0.0450%≤0.25%≤0.25%≤0.25%热处理是一种很重要的金属热加工的工艺方法，热处理是根据钢在固态下组织转变的规律，通过不同

3、的加热、保温和冷却，以改变其内部组织，达到改善刚才性能的一种热加工工艺。热处理一般是由加热、保温、和冷却三个阶段组成的，其基本工艺方法可分为退火、淬火及回火等，本次试验要求是淬火与回火。（一）钢的淬火钢的淬火：淬火是指将钢加热到临界温度以上，保温后以大于临界冷却速度的速度冷却，使奥氏体转变为马氏体的热处理工艺。淬火的目的就是为了获得马氏体，并与适当的回火工艺相配合，以提高刚的力学性能。为了正确地进行钢的淬火，必须考虑下列三个重要因素：淬火加热温度、保温时间和冷却速度。（1）淬火温度选择正确选定加热温度是保证淬火质量的重要一环。淬火加热温度的选择应以得到细小的奥氏体晶粒为原则，以便淬火后

4、获得细小的马氏体组织。淬火时的具体加热温度主要取决于钢的临界点确定，钢的淬火温度可根据（如图1所示）进行选择。对45#钢的亚共析钢，其加热温度为Ac3+30~50ºC，此实验采用的加热温度为790º。若加热温度不足（低于780ºC的Ac3温度），则淬火组织中将出现铁素体而造成强度及硬度的降低；但过高的加热温度（如超过Acm）不仅无助于强度、硬度的增加，反而会由于产生过多的残余奥氏体而导致硬度和耐磨性的下降。13图表1（2）保温时间的确定淬火保温时间是指工件装炉后，从炉温上升到淬火温度时算起，知道出炉位置所需要的时间。保温时间包括工件透热时间和组织转变所需要的时间。保温时间的影响因素比较

5、多，与钢的成分、工件的形状尺寸、所需的加热介质及加热方法等因素有关，一般可按照经验公式来估算，碳钢在电炉中加热时间的计算如图表2所示。加热温度（°C）工件形状圆柱形方形板形保温时间分钟/每毫米直径分钟/每毫米厚度分钟/每毫米厚度7001.52.238001.01.529000.81.21.610000.40.60.8图表2（3）冷却速度的影响冷却是淬火的关键工序，它直接影响到钢淬火后的组织和性能。冷却时应使冷却速度大于临界冷却速度，以保证获得马氏体组织；在这个前提下又应尽量缓慢冷却，以减少钢中的内应力，防止变形和开裂。为此，可根据C曲线图（如图表3所示），使淬火工作在过冷奥氏体最不稳定

6、的温度范围（650～550℃）进行快冷（即与C曲线的“鼻尖”相切），而在较低温度（300～100℃）时冷却速度则尽可能小些。13图表3本实验将加热温度定在790ºC，保温30分钟后进行水冷。为了保证淬火效果,应选用合适的冷却方法（如双液淬火、分级淬火等)。不同的冷却介质在不同的温度范围内的冷却速度有所差别。各种冷却介质的特性见表4。表4几种常用淬火介质的冷却能力冷却介质在下列温度范围内的冷却速度（℃/秒）650～550℃300～200℃18℃的水60027050℃的水10027010％NaCl水溶液（18℃）110030010％NaoH水溶液（18℃）120030010％NaoH水溶液

7、（18℃）800270蒸馏水（50℃）250200硝酸盐（200℃）35010菜籽油（50℃）20035矿务机油（50℃）15030变压器油（50℃）12025（二）钢的回火回火是将淬火后的零件加热到低于A1的某一温度并保温，然后以适当的方式冷却到室温的热处理工艺。13钢经淬火后得到的马氏体组织硬而脆，并且工件内部存在很大的内应力，如果直接进行磨削加工往往会出现龟裂；一些精密的零件在使用过程中将会由于变形引起尺寸变化而失去精度，甚至开裂。因此钢